KR20150026892A - 적외선 검출 장치 - Google Patents

Abstract

[과제] 간편한 구성으로, 증폭률이 높고, 또한 저전압으로 동작하는 적외선 검출 장치를 제공하는 것.
[해결 수단] 초전형 적외선 검출 소자의 출력단인 NMOS 트랜지스터는, 소스를 병렬로 접속한 저항과 용량에 의해 GND 에 접속한 소스 접지 증폭 회로로 하였다.

Description

적외선 검출 장치{INFRARED DETECTOR}

본 발명은, 초전형 적외선 검출 소자를 사용한 적외선 검출 장치에 관한 것이다.

도 2 에, 종래의 초전형 적외선 검출 소자를 사용한 적외선 검출 장치의 회로도를 나타낸다.

종래의 초전형 적외선 검출 소자를 사용한 적외선 검출 장치는, 초전형 적외선 검출 소자 (100) 와, 저항 (107 및 109) 과, 정전압 회로 (200) 와, 출력 단자 (110) 를 구비하고 있다.

초전형 적외선 검출 소자 (100) 는, 초전 소자 (101) 와, NMOS 트랜지스터 (102) 와, 저항 (103) 을 구비하고 있다.

NMOS 트랜지스터 (102) 는, 게이트에 초전 소자 (101) 와 저항 (103) 이 접속되고, 드레인에 출력 단자 (110) 와 저항 (109) 을 개재하여 정전압 회로 (200) 가 접속되고, 소스는 저항 (107) 을 개재하여 GND 에 접속된다. 즉, 초전형 적외선 검출 소자 (100) 의 출력단은, NMOS 트랜지스터 (102) 의 소스 접지 증폭 회로를 구성한다.

상기 서술한 바와 같은 초전형 적외선 검출 소자 (100) 는, 이하와 같이 동작하여 적외선을 검출한다.

적외선이 초전형 적외선 검출 소자 (100) 에 입사되면, 초전 소자 (101) 에 발생한 전하를 저항 (103) 이 전압으로 변환하여, NMOS 트랜지스터 (102) 의 게이트 전압이 상승한다. 게이트 전압이 상승하면, NMOS 트랜지스터 (102) 에 드레인 전류가 흐르고, 드레인과 저항 (109) 의 접속점의 전압, 즉 출력 단자 (110) 의 전압이 변동된다. 이와 같이, NMOS 트랜지스터 (102) 를 소스 접지 증폭 회로로 하였기 때문에, 저항 (109) 의 저항값을 적당한 값으로 함으로써, 초전형 적외선 검출 소자 (100) 의 출력단은 원하는 증폭률을 얻을 수 있다 (예를 들어, 특허문헌 1 참조).

일본 공개특허공보 평5-340807호

상기 서술한 적외선 검출 장치의 출력단은, 저항 (107) 과 저항 (109) 의 저항값의 비로 증폭률이 결정된다. 즉, 증폭률을 높게 하는 경우에는, 저항 (107) 에 대하여 저항 (109) 의 저항값을 크게 할 필요가 있다. 따라서, 증폭률을 높게 하면, 저항 (109) 에 발생하는 전압이 높아지기 때문에, 정전압 회로 (200) 가 출력하는 전압을 높게 할 필요가 있다. 즉, 종래의 적외선 검출 장치는, 저전압 동작을 할 수 없다는 과제가 있었다.

본 발명은, 이상과 같은 과제를 해결하기 위하여 고안된 것으로, 증폭률이 높고, 또한 저전압으로 동작하는 적외선 검출 장치를 제공하는 것이다.

종래의 과제를 해결하기 위하여, 초전형 적외선 검출 소자의 출력단을, NMOS 트랜지스터의 소스와 GND 사이에 병렬로 접속한 저항과 용량을 형성한 소스 접지 증폭 회로로 하였다.

본 발명의 적외선 검출 장치에 의하면, 초전형 적외선 검출 소자의 출력단인 NMOS 트랜지스터를, 소스를 병렬로 접속한 저항과 용량에 의해 GND 에 접속한 소스 접지 증폭 회로로 하였기 때문에, NMOS 트랜지스터의 드레인에 접속되는 저항의 저항값을 크게 할 필요가 없기 때문에, 증폭률이 높고, 또한 저전압으로 동작할 수 있다는 효과가 있다.

도 1 은 본 실시형태의 초전형 적외선 검출 소자를 사용한 적외선 검출 장치의 회로도이다.
도 2 는 종래의 초전형 적외선 검출 소자를 사용한 적외선 검출 장치의 회로도이다.

이하, 본 실시형태에 대해서 도면을 참조하여 설명한다.

도 1 은, 본 실시형태의 초전형 적외선 검출 소자를 사용한 적외선 검출 장치의 회로도이다.

본 실시형태의 적외선 검출 장치는, 초전형 적외선 검출 소자 (100) 와, 저항 (107 및 109) 과, 용량 (108) 과, 출력 단자 (110) 를 구비하고 있다.

초전형 적외선 검출 소자 (100) 는, 초전 소자 (101) 와, NMOS 트랜지스터 (102) 와, 저항 (103) 과, 드레인 단자 (104), 소스 단자 (105), 접지 단자 (106) 를 구비하고 있다.

NMOS 트랜지스터 (102) 는, 게이트에 초전 소자 (101) 및 저항 (103) 의 일방의 단자가 접속되고, 드레인에 드레인 단자 (104) 가 접속되고, 소스에 소스 단자 (105) 가 접속된다. 초전 소자 (101) 및 저항 (103) 의 타방의 단자는, 접지 단자 (106) 에 접속된다. 드레인 단자 (104) 는, 출력 단자 (110) 와 저항 (109) 을 개재하여 VDD 에 접속된다. 소스 단자 (105) 는, 저항 (107) 과 용량 (108) 을 개재하여 GND 에 접속된다. 즉, 초전형 적외선 검출 소자 (100) 의 출력단은, NMOS 트랜지스터 (102) 의 소스 접지 증폭 회로를 구성한다.

상기 서술한 바와 같은 적외선 검출 장치는, 이하와 같이 동작하여 적외선을 검출한다.

적외선이 초전형 적외선 검출 소자 (100) 에 입사되면, 초전 소자 (101) 에 발생한 전하를 저항 (103) 이 전압으로 변환하여, NMOS 트랜지스터 (102) 의 게이트 전압이 상승한다. NMOS 트랜지스터 (102) 는, 구동 능력이 높기 때문에, 게이트 전압이 상승하면, 소스 전압도 상승하려고 한다. 여기서, 소스 단자 (105) 에는, 저항 (107) 과 병렬로 용량 (108) 이 접속되어 있기 때문에, NMOS 트랜지스터 (102) 의 소스 전압은, 게이트 전압이 상승하기 전의 전압이 유지된다. 따라서, NMOS 트랜지스터 (102) 의 게이트-소스 간 전압은 높아지고, NMOS 트랜지스터 (102) 의 드레인 전류는 용량 (108) 이 없을 때보다 많이 흐른다. 이 드레인 전류의 증가량은, NMOS 트랜지스터 (102) 의 게이트 전압의 증가량을 NMOS 트랜지스터 (102) 의 K 값배한 값이다. 이 드레인 전류가 저항 (109) 에 흐르기 때문에, 저항 (107) 에 대하여 저항 (109) 의 저항값을 크게 하지 않고, 적외선 검출 장치의 출력단의 증폭률을 높게 할 수 있다.

이상 기재한 바와 같이, 본 실시형태의 초전형 적외선 검출 소자를 사용한 적외선 검출 장치는, NMOS 트랜지스터 (102) 를, 소스를 병렬로 접속한 저항과 용량에 의해 GND 에 접속한 소스 접지 증폭 회로로 하였기 때문에, 저항 (107) 에 대하여 저항 (109) 의 저항값을 크게 하지 않고, 적외선 검출 장치의 출력단의 증폭률을 높게 할 수 있다. 따라서, 종래 기술과 비교하여 저전압으로 동작하는 것이 가능해졌다.

또한, 본 실시형태의 적외선 검출 장치는, 초전형 적외선 검출 소자의 드레인 단자에 저항을 개재하여 전원 전압 (VDD) 을 인가하는 구성으로 하였지만, 정전압 회로가 출력하는 정전압을 인가하도록 구성해도 된다.

100 : 초전형 적외선 검출 소자
101 : 초전 소자
200 : 정전압 회로

Claims (1)

1. 적외선의 입사량의 변화를 검출하는 적외선 검출 장치로서,
   상기 적외선 검출 장치의 출력 단자와 접속된 드레인 단자와, 소스 단자와, GND 와 접속된 접지 단자를 구비한 초전형 적외선 검출 소자와,
   상기 드레인 단자와 전원 단자 사이에 접속된 제 1 저항과,
   상기 소스 단자와 GND 사이에 접속된 제 2 저항과,
   상기 소스 단자와 GND 사이에 접속된 용량을 구비한 것을 특징으로 하는 적외선 검출 장치.

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